JP6727310B2 - 新6xxxアルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents
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Description
新6xxxアルミニウム合金におけるシリコン(Si)及びマグネシウム(Mg)の量は、特性(例えば、強度、成形性、腐食耐性)の改善された組み合わせに関しうる。従って、シリコン(Si)は、新6xxxアルミニウム合金に含まれ、一般に1.00重量%〜1.45重量%の範囲内でSiを含む。一実施形態では、新6xxxアルミニウム合金は、1.03重量%〜1.40重量%のSiを含む。別の実施形態では、新6xxxアルミニウム合金は、1.06重量%〜1.35重量%のSiを含む。さらに別の実施形態では、新6xxxアルミニウム合金は、1.09重量%〜1.30重量%のSiを含む。
図1を参照すると、6xxxアルミニウム合金ストリップの1つの製造法が示される。この実施形態では、連続的鋳造アルミニウム6xxxアルミニウム合金ストリップ供給材料1は、任意に剪断及びトリミングステーション2を通り、溶体化熱処理前に任意にトリミング8が行なわれる。加熱ステップ及びその後の急冷ステップの温度は、所望のテンパーにより変化するだろう。他の実施形態では、急冷は、鋳造1及びトリミング2の間などの、フロー図の任意のステップの間に発生しうる。さらなる実施形態では、巻き取りが、圧延6とその後のオフライン冷間加工または溶体化熱処理後に発生しうる。他の実施形態では、製造法は鋳造ステップを溶体化ステップとして利用することができ、従って本明細書に参照としてその全体が組み込まれている共有の米国特許出願発行第US2014/0000768号に記述される通り、いかなる溶体化熱処理またはアニールも行わなくてよい。一実施形態では、アルミニウム合金ストリップは急冷後巻き取られる。コイル状の製品(例えば、T4またはT43テンパー内の)は、顧客(例えば、形成された自動車パネルなどの、形成された自動車ピース/部品の製造に使用するため)に輸送されうる。顧客は形成された製品を、塗料焼き付け及び/またはさもなくば熱処理(例えば、人工時効させる)し、最終強化製品(例えば、以下に記述する通り、T6テンパーの最高強度に近い、T6テンパー内の)を達成する。
一実施形態では、本明細書に記述されている新6xxxアルミニウム合金は、連続的に鋳造されるとき、多くの圧延スタンドを用いて加工されうる。例えば、連続的なインライン配列における6xxxアルミニウム合金の製造法の一実施形態は、(i)供給材料として、連続的に鋳造する6xxxアルミニウム合金ストリップを提供するステップと、(ii)6xxxアルミニウム合金供給材料を、少なくとも2つのスタンドを介してインラインで必要な厚さに、任意に最終製品ゲージまで圧延(例えば高温圧延及び/または低温圧延)するステップを含みうる。圧延後、6xxxアルミニウム合金供給材料は、(iii)溶体化熱処理及び(iv)急冷されうる。溶体化熱処理及び急冷後、6xxxアルミニウム合金ストリップは、(v)人工的に時効(例えば、塗料焼き付けを介して)させられうる。任意の追加のステップは、オフライン低温圧延(例えば、溶体化熱処理の直前または直後)、テンションレベリング、及び巻き取りを含む。この方法は、アルミニウム合金ストリップが、特性の改善された組み合わせ(例えば、強度及び成形性の改善された組み合わせ)を有することにつながりうる。
(1)目標の厚さ=鋳造ゲージ厚さ×(第1のスタンドによる減少%)×(第2及びいずれかの後続のスタンドによる減少%)
(2)目標の厚さを達成するための総減少=第1のスタンド減少+第2(またはそれ以上)のスタンド減少
一実施形態では、第2の圧延スタンド(または第2の圧延スタンドプラスいずれかの追加の圧延スタンドの組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成された中間厚さに関して、5〜70%の厚さ減少を達成する。別の実施形態では、第2の圧延スタンド(または第2の圧延スタンドプラスいずれかの追加の圧延スタンドの組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成された中間厚さに関して、10〜70%の厚さ減少を達成する。さらに別の実施形態では、第2の圧延スタンド(または第2の圧延スタンドプラスいずれかの追加の圧延スタンドの組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成された中間厚さに関して、15〜70%の厚さ減少を達成する。別の実施形態では、第2の圧延スタンド(または第2の圧延スタンドプラスいずれかの追加の圧延スタンドの組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成された中間厚さに関して、20〜70%の厚さ減少を達成する。さらに別の実施形態では、第2の圧延スタンド(または第2の圧延スタンドプラスいずれかの追加の圧延スタンドの組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成された中間厚さに関して、25〜70%の厚さ減少を達成する。別の実施形態では、第2の圧延スタンド(または第2の圧延スタンドプラスいずれかの追加の圧延スタンドの組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成された中間厚さに関して、30〜70%の厚さ減少を達成する。さらに別の実施形態では、第2の圧延スタンド(または第2の圧延スタンドプラスいずれかの追加の圧延スタンドの組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成された中間厚さに関して、35〜70%の厚さ減少を達成する。別の実施形態では、第2の圧延スタンド(または第2の圧延スタンドプラスいずれかの追加の圧延スタンドの組み合わせ)は、第1の圧延スタンドによって達成された中間厚さに関して、40〜70%の厚さ減少を達成する。
上記に示す通り、新6xxxアルミニウム合金は、特性の改善された組み合わせを実現しうる。一実施形態では、特性の改善された組み合わせは、強度及び成形性の改善された組み合わせに関する。一実施形態では、特性の改善された組み合わせは、強度、成形性、及び腐食耐性の改善された組み合わせに関する。
2つの6xxxアルミニウム合金は、連続的に鋳造され、次いで2つの圧延スタンド上で、インラインで中間ゲージに圧延された。これらの6xxxアルミニウム合金を、次いで最終ゲージまで低温圧延し(オフラインで)、次いで溶体化熱処理し、次いで急冷し、次いで数日間自然に時効させた。これらの合金のさまざまな機械的特性が、次いで測定された。これらの合金の組成、さまざまな加工条件、及びさまざまな特性は、以下の表1〜4に示す。
降伏強度、引張強度、伸長測定は、すべてASTM E8及びB557に従って行われる。
(1)デルタR=絶対値[(r_L+r_LT−2×r_45)/2]
式中、r_Lは、アルミニウム合金製品の縦方向におけるR値であり、r_LTは、アルミニウム合金製品の長横方向におけるR値であり、r_45はアルミニウム合金製品の45°方向におけるR値である。
Claims (14)
- 6XXXアルミニウム合金から成るアルミニウム合金製品であって、
前記6XXXアルミニウム合金が、
1.00〜1.45重量%のSi及び;
0.32〜0.51重量%のMgであって;
ここにおいてSiの重量%対Mgの重量%の比率が、2.0:1(Si:Mg)〜4.5:1(Si:Mg)の範囲内にあるSi及びMgと;
0.12〜0.44重量%のCuと;
0.08〜0.30重量%のFeと;
0.02〜0.09重量%のMnと;
0.01〜0.06重量%のCrと;
0.01〜0.14重量%のTiと;
0.25重量%以下のZnとを含み、
残部はアルミニウム及び不純物であり、前記アルミニウム合金は0.05重量%以下の少なくとも1つの不純物を含み、前記不純物は合計0.15重量%以下であり、
前記アルミニウム合金製品は、強度、成形性及び腐食耐性の特性を有し、
前記強度は、(i)自然時効状態で、ASTM B557に従って測定された引張降伏強度(LT)が、100〜170MPaであるか、及び/又は(ii)人工時効状態で、ASTM B557に従って測定された引張降伏強度(LT)が、160〜330MPaであり、
前記成形性は、ISO基準がドームの頂点から離れた15%より大きなパンチ径の割れ目が有効であるとカウントされるように修正されたISO12004−2:2008基準に従って測定されたときのFLDoが、1.0mmのゲージで28.0〜33.0(Engr%)であり、
前記腐食耐性は、ピーク時効近傍条件がピーク強度の10%以内であって、ISO基準11846(1995)(方法B)に従って試験されたときの前記ピーク時効近傍における攻撃深さが350ミクロン以下である、アルミニウム合金製品。 - 前記6XXXアルミニウム合金が、1.03重量%〜1.40重量%のSi、または1.06重量%〜1.35重量%のSi、または1.09重量%〜1.30重量%のSiを有する、請求項1に記載のアルミニウム合金製品。
- 前記6XXXアルミニウム合金が、0.32重量%〜0.51重量%のMg、または0.34重量%〜0.49重量%のMg、または0.35重量%〜0.47重量%のMg、または0.36重量%〜0.46重量%のMgを有する、請求項1または2のいずれかに記載のアルミニウム合金製品。
- Siの重量%対Mgの重量%の前記比率は、2.10:1〜4.25:1(Si:Mg)の範囲内、またはSiの重量%対Mgの重量%の前記比率は、2.20:1〜4.00:1(Si:Mg)の範囲内、またはSiの重量%対Mgの重量%の前記比率は、2.30:1〜3.75:1(Si:Mg)の範囲内、またはSiの重量%対Mgの重量%の前記比率は、2.40:1〜3.60:1(Si:Mg)の範囲内である、請求項1〜3のいずれかに記載のアルミニウム合金製品。
- 前記6XXXアルミニウム合金が、0.12重量%〜0.25重量%のCu、または0.12重量%〜0.22重量%のCu、または0.12重量%〜0.20重量%のCu、または0.15重量%〜0.25重量%のCu、0.15重量%〜0.22重量%のCu、または0.15重量%〜0.20重量%のCuを有する、請求項1〜4のいずれかに記載のアルミニウム合金製品。
- 前記6XXXアルミニウム合金が、0.23重量%〜0.44重量%のCu、または0.25重量%〜0.42重量%のCu、または0.27重量%〜0.40重量%のCuを有する、請求項1〜4のいずれかに記載のアルミニウム合金製品。
- 前記6XXXアルミニウム合金が、0.02重量%〜0.08重量%のMn及び0.01重量%〜0.05重量%のCr、または0.02重量%〜0.08重量%のMn及び0.015重量%〜0.045重量%のCrを有する、請求項1〜6のいずれかに記載のアルミニウム合金製品。
- 前記6XXXアルミニウム合金が、0.10重量%を超えないZn、または0.05重量%を超えないZn、または0.03重量%を超えないZnを有する、請求項1〜7のいずれかに記載のアルミニウム合金製品。
- アルミニウム合金製品を製造する方法であって、
(a)請求項1〜8のいずれかに記載の6XXXアルミニウム合金を、鋳造厚さを有する6XXXアルミニウム合金ストリップ(「6AAS」)に連続的に鋳造するステップと、
(b)前記6AASを目標の厚さに圧延するステップであって、前記圧延は少なくとも2つの圧延スタンドを介して前記6AASインラインを、前記目標の厚さに圧延することを含み、前記圧延は、目標の厚さを達成するために、前記少なくとも2つの圧延スタンドを介して、鋳造厚さを15%〜80%減少させることを含み、
(i)前記6AASの前記鋳造厚さは、第1の圧延スタンドによって1%〜50%減少され、これにより中間の厚さを生成し、
(ii)前記6AASの前記中間の厚さは、少なくとも第2の圧延スタンドによって1%〜70%減少される、圧延ステップと、
(c)前記圧延ステップ(b)の後、インラインまたはオフラインで前記6AASを溶体化熱処理するステップと、
(d)前記ステップ(c)で前記6AASの前記溶体化熱処理した後、前記6AASを急冷するステップと、
(e)前記急冷するステップ(d)の後、前記6AASを自然時効又は人工時効するステップと、を含む、方法。 - 前記第1の圧延スタンドは、高温圧延スタンドであり、圧延は、400〜1000°F(204.4〜537.8℃)の温度で行われる、請求項9に記載の方法。
- 前記第1の圧延スタンド及び第2の圧延スタンドは、高温圧延スタンドであり、圧延は、400〜1000°F(204.4〜537.8℃)の温度で行われる、請求項9に記載の方法。
- 前記第1の圧延スタンドは高温圧延スタンドであって、圧延は、400〜1000°F(204.4〜537.8℃)の温度で行われ、前記第2の圧延スタンドは、低温圧延スタンドであって、圧延は、周囲温度〜400°F(204.4℃)未満の温度で行われる、請求項9に記載の方法。
- 前記圧延ステップ(b)は、いかなるアニーリング処理もしない、請求項9に記載の方法。
- 前記6AASは、700〜1000°F(371.1〜537.8℃)の温度で前記第1の圧延スタンドに進入し、前記6AASは、400〜800°F(204.4〜426.7℃)の温度で第2の圧延スタンドに進入する、請求項9に記載の方法。
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